(57)【要約】【課題】表面実装部品と挿入実装部品とを同時に基板の同一面上にはんだ実装する。【解決手段】挿入実装用の電子部品３が実装されるスルーホール１１のランド１３に隣接してクリームはんだ１４を塗布した後、クリームはんだ１４上にはんだ成分からなる成型品５を搭載し、挿入実装用の電子部品３のリード４がスルーホール１１に挿入された基板１０を加熱することにより成型品５を溶融させて挿入実装用の電子部品３をはんだ接合する。【選択図】図３
2006286899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入実装用の電子部品が実装されるスルーホールのランドに隣接してクリームはんだを塗布した後、該クリームはんだ上にはんだ成分からなる成型品を搭載し、
上記挿入実装用の電子部品のリードが上記スルーホールに挿入された基板を加熱することにより上記成型品を溶融させて上記挿入実装用の電子部品をはんだ接合するプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
上記基板には、上記挿入実装用の電子部品が搭載される面と同一面上に、表面実装用の電子部品が搭載され、上記基板を加熱することにより上記挿入実装用の電子部品と同時にはんだ接合することを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
上記成型品は、上記挿入実装用又は表面実装用の電子部品を上記基板上に搭載する自動部品搭載機を用いて搭載されることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
上記クリームはんだの塗布領域は上記成型品の設置面の面積の略半分であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
上記クリームはんだ上に、上記ランドと連続することにより上記成型品の溶融はんだを上記ランドへ誘導する誘導ランドを形成し、
上記誘導ランド上に上記成型品を搭載することを特徴とする請求項１記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
上記クリームはんだの替わりにフラックスを塗布する請求項１乃至５記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
大きさの異なる表面実装部品を基板の同一面上に混載して実装されたプリント配線板の製造方法において、
上記表面実装部品が搭載されるランド上に、小型の表面実装部品に応じた厚さでクリームはんだを塗布し、
大型の表面実装部品が実装されるランド上に、はんだ成分からなる成型品を搭載し、
上記表面実装部品が上記ランド上に搭載された基板を加熱することにより、上記成型品を溶融させて上記大型の表面実装部品を上記ランドにはんだ接合するプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
上記成型品は、上記小型の表面実装部品を上記基板上に搭載する自動部品搭載機を用いて搭載されることを特徴とする請求項７記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板上に電子部品を表面実装されたプリント配線板の製造方法に関し、特に配線基板の同一面上に表面実装部品及び挿入実装部品とが混載して実装されたプリント配線板の製造方法及び、大型の実装部品と小型の実装部品とが混載して実装されたプリント配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の各種回路が構成されている配線基板、例えばプリント配線板には、回路を構成するための電子部品が実装される。この種の電子部品は、プリント配線基板上への実装形態によって、基板表面に形成されたフットプリント上にリード端子が位置決め搭載されるＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）あるいはＣＳＰ（Chip Size Package）といった表面実装部品と、基板表面に穿設されたスルーホールにリード端子が挿入されることにより実装されるＰＧＡ（Pin Grid Array）やＤＩＰ（Dual In-line Package）あるいはＳＩＰ（Single In-line Package）といった挿入実装部品とに大別される。
【０００３】
これら電子部品は、表面実装部品のリード端子がフットプリント上にはんだ付けされることにより、また挿入実装部品のリード端子がスルーホール内にはんだ付けされることにより、プリント配線基板に実装されるとともに、プリント配線基板に形成された配線パターンと電気的接続が行われる。
【０００４】
このプリント配線板への電子部品のはんだ付け実装の形態としては、溶融はんだが収容された加熱槽内のはんだを噴流させ、該噴流されたはんだが上面から挿入実装部品のリード端子がスルーホール内に挿入されたプリント配線板の下面に当たるようにしてプリント配線板を移動させるフローはんだ付け方式、プリント配線板の所定の部位に対して予めクリームはんだなどを塗布したのち表面実装部品を搭載しリフロー加熱炉の中でプリント配線板全体を加熱してはんだ付けするリフローはんだ付け方式といった複数のはんだ付け箇所を一括で接続する形態と、はんだ鏝（こて）などにより１箇所ずつ手付けで行う形態とがある。
【０００５】
表面実装部品と挿入実装部品をプリント配線板の一面側に混載して実装する場合、先ず基板上に部品が搭載されていない状態でメタルスクリーンを用いたスクリーン印刷にてクリームはんだを表面実装部品の接続位置に印刷し、表面実装部品を搭載した後、リフロー加熱処理にて実装し、次いで挿入実装部品をフローはんだ付けで実装する工程にて行っており、リフローはんだ付けとフローはんだ付けという処理方法の異なる少なくとも２種の装置を要していた。
【０００６】
ここで、表面実装部品が両面に実装されたプリント配線板の一面に挿入実装部品をフローはんだ付けするような場合、プリント配線板での挿入実装部品の実装位置によっては、フローはんだ付け処理のときに下面側の表面実装部品のはんだ接合部がフローはんだによって再融解して外れるおそれがあった。
【０００７】
具体的に、先ず図２３に示すように、プリント配線板５０にスルーホール５１，５１を穿設した後、銅メッキにより内部にスルーホールメッキ５２，５２を施すとともに、プリント配線板５０の一面５０ａ側に臨まされたスルーホール５１，５１の開口部の周囲に小円形のランド部５３，５３を、プリント配線板５０の他面５０ｂ側に臨まされたスルーホール５１，５１の開口部の周囲に大円形のランド部５４，５４を形成する。
【０００８】
次いで、プリント配線板５０の他面５０ｂ側に形成されたフットプリント５５にクリームはんだ５６を印刷し、このフットプリント５５のクリームはんだ５６上に表面実装部品５７を搭載する。この後、プリント配線板５０をリフロー炉に通すことにより加熱処理を行い、表面実装部品５７を実装する（図２３）。
【０００９】
次いで、プリント配線板５０を裏返し、一面５０ａ側に形成されたフットプリント５８にクリームはんだ５９を印刷し、このフットプリント５８のクリームはんだ５９上に表面実装部品６０を搭載する。この後、プリント配線板５０をリフロー炉に通すことにより加熱処理を行い、表面実装部品６０を実装する（図２４）。
【００１０】
最後に、表面実装部品５７，６０が実装された状態でプリント配線板５０の一面５０ａからスルーホール５１，５１に挿入実装部品６１のリード端子６２，６２を挿入してフローはんだ付けを行う（図２５）。
【００１１】
この挿入実装部品６１のフローはんだ付け処理のとき、通常のフローはんだ付け装置で行うと、他面５０ｂの全面がフローはんだに曝されるため、フットプリント５５のはんだ接合部が再融解して表面実装部品５７が外れてしまう。このため、従来図２５に示すように、局所的に噴流はんだ６３を当てることができるフロー噴流口６４を備えた局所フローはんだ付け処理装置を用い、挿入実装部品６１のリード端子６２、６２のみに噴流はんだ６３が当たり、近接する表面実装部品５７に影響をできるだけ与えないようにしていた。
【００１２】
しかしながら、搭載される挿入実装部品６１の大きさが様ざまであり、プリント配線板５０上での、挿入実装部品６１と表面実装部品５７との寸法余裕も種々であるため、局所フローはんだ付けのためのフロー噴流口６４を用いていても、プリント配線板５０の位置ばらつき、噴流量のバラツキ等により噴流はんだが表面実装部品５７に当たり、プリント配線板５０から外れるおそれがあった。
【００１３】
このため、表面実装部品５７がプリント配線板５０から外れるおそれのある箇所では、挿入実装部品６１の局所フローはんだ付け処理は行わず、他の挿入実装部品６１を実装した後、この局所フローはんだ付けをしていない挿入実装部品６１のリード端子６２をはんだ鏝を用いて手作業でプリント配線板５０にはんだ付けしていた。
【００１４】
ところで、表面実装用の電子部品は、実装密度の向上の要求から、パッケージの小型化、薄型化が図られるとともに、ボール状の端子をパッケージ下面にアレイ状に配したＢＧＡ（Ball Grid Array）や半導体チップと同等の大きさのＣＳＰ（Chip Size Package）が多用されるようになってきている。また、抵抗、コンデンサ、コイルなどの個別部品はチップ部品と呼ばれる小型の角形や円筒型でリードのない形状のものが採用されている。角形のチップ部品では０６０３、１００５、１６０８タイプなどと呼ばれるものがあり、これはそれぞれ０．６ｍｍ×０．３ｍｍ角、１ｍｍ×０．５ｍｍ角、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ角のサイズとなる。
【００１５】
このように小型化、薄型化が図られた表面実装部品をリフロー工程にてプリント配線板上にはんだ付けする場合、フットプリント上に印刷されるクリームはんだは、０６０３タイプのチップ部品では印刷厚さを１００μｍ程度に薄くする必要がある。これは、ファインピッチ化とともに実装部品の小型化が進むと、隣接部品との間隙も狭くなるため、はんだの印刷量が多いとはんだブリッジが発生するおそれがある。また実装部品の電極も小さくなるため、適正なはんだフィレットを形成するためにも、はんだの印刷量をはんだの印刷厚さでコントロールする必要がある。このように、はんだの印刷量を適正なものとするために、小型部品の実装に応じてランドサイズを小型化し、またスクリーンの厚みを薄する必要がある。
【００１６】
しかし、このプリント配線板にアルミ電解コンデンサやコネクタなどの大型部品が混載される場合は、かかる大型部品の電極部に印刷されるはんだ量が少なくなり、実装強度が確保できない問題が発生する。また、大型部品の実装強度を確保するためには、この電極部にはんだ鏝を用いて手作業ではんだを補充する工程が採られている。したがって、表面実装部品のリフローはんだ付け後に、手はんだ付けをすることになり、表面実装部品の実装工程、ひいてはプリント配線板の製造工程の煩雑化を招いてしまう。
【００１７】
また、大型部品の電極部へのはんだの補充は、手はんだによって行う他、電極部より大きなサイズでクリームはんだを印刷することにより、はんだの印刷量を増やす方法もあるが、クリームはんだの印刷領域を広く確保する必要があり、実装密度の向上の要請と反する。さらに、電極部上に乗らないクリームはんだは、リフロー炉において溶解するときの温度バラツキにより先に溶解した場合はんだボールになりやすく、このはんだボールが電気接続が不要な部品の電極間に移動してしまうと、かかる電極が電気接続されてしまい、動作不良を引き起こすおそれがある。
【００１８】
【特許文献１】特開平９−２３２７４８号公報（図１，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、かかる点に鑑み、プリント配線基板に表面実装部品及び挿入実装部品を混載して実装するとき、手作業によるはんだ付けを行うことなく、効率よく挿入実装部品のリフローはんだ付けを行うことができ、またプリント配線板に超小型の表面実装部品及び大型の表面実装部品を混載して実装するとき、大型部品の手作業によるはんだ付けを行うことなく、効率よく大型部品の実装強度を確保することができるプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した課題を解決するために、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、挿入実装用の電子部品が実装されるスルーホールのランドに隣接してクリームはんだを塗布した後、該クリームはんだ上にはんだ成分からなる成型品を搭載し、上記挿入実装用の電子部品のリードが上記スルーホールに挿入された基板を加熱することにより上記成型品を溶融させて上記挿入実装用の電子部品をはんだ接合するものである。
【００２１】
また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、大きさの異なる表面実装部品を基板の同一面上に混載して実装されたプリント配線板の製造方法において、上記表面実装部品が搭載されるランド上に、小型の表面実装部品に応じた厚さでクリームはんだを塗布し、大型の表面実装部品が実装されるランド上に、はんだ成分からなる成型品を搭載し、上記表面実装部品が上記ランド上に搭載された基板を加熱することにより、上記成型品を溶融させて上記大型の表面実装部品を上記ランドにはんだ接合するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、挿入実装用の電子部品のリードがスルーホールに挿入された状態で基板を加熱することにより、スルーホールのランドの隣接領域にマウントした成型品が融解してスルーホールの内部及びランドに広がり挿入実装用の電子部品が実装される。また同時に、表面実装用の電子部品を実装することもできるため、１回の加熱処理のみで挿入実装用の電子部品と表面実装用の電子部品とを基板の同一面上に混載して同時に実装することができる。
【００２３】
また、本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、予め大型の表面実装部品が実装されるランド上にはんだ成分からなる成型品を搭載しているため、小型の表面実装部品に応じてランド上に塗布されたクリームはんだの量が大型の表面実装部品のはんだ接合にとっては不足する場合にも、成型品が加熱により溶融するため、大型の表面実装部品のはんだ接合強度を向上させることができ、大型の表面実装部品と小型の表面実装部品とを基板の同一面上に混載して同時に実装することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明が適用されたプリント配線板の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明を適用することにより製造されるプリント配線板１は、基板の同一面上に、基板表面に形成されたフットプリント上に電極端子が位置決め搭載されるＱＦＰやＣＳＰ等の表面実装部品２と、基板に穿設されたスルーホールにリード端子が挿入されることにより実装されるＰＧＡやＤＩＰ等の挿入実装部品３といった回路を構成する各種電子部品が混載して実装されるものである。
【００２５】
これら電子部品は、表面実装部品２のリード端子がフットプリント上にはんだ付けされることにより、また挿入実装部品３のリード端子がスルーホール内にはんだ付けされることによりプリント配線板１に実装されるとともに、このプリント配線板１に形成された配線パターンと電気的に接続されている。また、これら電子部品の実装形態としては、表面実装部品２及び挿入実装部品３とも、プリント配線板１の所定の部位に対して予めクリームはんだを塗布した後、表面実装部品２及び挿入実装部品３を搭載しリフロー加熱炉の中でプリント配線板１全体を加熱してクリームはんだを溶融させることによりはんだ付けするリフローはんだ付け方式が採用される。
【００２６】
このとき、本実施例においては、挿入実装部品３の実装については、はんだ成分のみでできたチップソルダー５をスルーホールの周囲に形成されたランドに隣接させて搭載する。すなわち、図１及び図２に示すように、メッキ層１２が形成されたスルーホール１１を有する基板１０の一面１０ａに、ランド部１３ａに隣接するようにクリームはんだ１４を印刷し、図３に示すように、このクリームはんだ１４上にチップソルダー５を搭載する。このチップソルダー５は、はんだ成分のみからなる成型品であり、図４に示すように、方形状（図４（ａ））や円柱状（図４（ｂ））に形成されている。
【００２７】
次いで、図５に示すように、挿入実装部品３のリード端子４を基板１０の一面１０ａ側からスルーホール１１に挿入する。最後に、挿入実装部品３が挿入された状態で基板１０を加熱することにより、図６に示すように、チップソルダー５が融解されスルーホール１１の中を溶融されたはんだで満たすことができるため、リード端子４とスルーホール１１との間に所定形状の溶融はんだによるフィレット１５が形成される。
【００２８】
すなわち、チップソルダー５は、挿入実装部品３のリード端子４が挿入されるスルーホール１１に隣接してマウントされることにより、リフロー加熱処理するだけで、はんだがスルーホール１１のメッキ層１２と基板１０の両面１０ａ，１０ｂに形成されたランド部１３ａ，１３ｂに濡れ広がり、スルーホール１１内に充填されるとともに所定形状の溶融はんだによるフィレット１５を形成する。したがって、挿入実装部品３は、リフロー工程によって基板１０にはんだ実装されるとともに電気的に接続される。
【００２９】
したがって、本発明によれば噴流はんだ（フローはんだ）などによるはんだ供給がなくてもリフロー工程にてリード端子と配線基板とをはんだ接合することができるため、同じくリフロー工程にて表面実装される電子部品と混載してリフローはんだ付け方式により実装することができる。
【００３０】
なおチップソルダー５のサイズ（縦・横・高さ）は、スルーホール１１を充填するために必要な量の体積のサイズに応じて適宜変更されることで適量のはんだを確実に充填できる。また後述するようにチップソルダー５は、自動部品搭載機の吸着ノズル２６に吸着されて基板上に搭載されていくため、図７に示すように、この吸着ノズル２６と接する上面５ａは平坦化されている。なお、チップソルダー５は上面５ａに凹部を有していても、該凹部が吸着ノズル２６よりも小さいものであれば問題ない。また、チップソルダー５は、基板１０上に搭載されることから、基板１０への設置面となる下面５ｂが平坦化されている。
【００３１】
このように、チップソルダー５は、上面５ａ及び下面５ｂが平坦化されていれば、直方体や円筒体等、どのような形状であってもよい。具体的な形状寸法の例を図８に示す。
【００３２】
以下、具体的なプリント配線基板１の製造工程に沿って表面実装部品２と挿入実装部品３とを混載実装する工程について説明する。先ず、図９に示すように、銅張積層板等の基板１０にドリルやレーザ等によって貫通スルーホール１１を穿設し、メッキ処理を施すことによりスルーホール１１内にメッキ層１２を形成後、フォトリソグラフィを用いたフォトエッチング等により、スルーホール１１の開口部周辺にランド部１３ａ，１３ｂを、また表面実装部品２の実装箇所にフットプリント１６ａ，１６ｂを、基板１０の両面１０ａ，１０ｂに形成する。次いで、基板１０の他面１０ｂ側に形成されたフットプリント１６ｂに、スクリーン印刷によりクリームはんだ１７を印刷する。
【００３３】
次いで、図１０に示すように、フットプリント１６ｂに表面実装部品２を搭載する。表面実装部品２の搭載は、自動部品搭載機を用いて行う。表面実装部品２の搭載後、基板１０をリフロー炉に搬送し、所定の温度条件で熱処理することにより、図１１に示すように、フットプリント１６ｂに印刷されたクリームはんだ１７を溶融させて表面実装部品２を基板１０に実装させる。なお、このときフットプリント１６ｂと表面実装部品２との間には、クリームはんだ１７が溶融された溶融はんだによるフィレット１８が形成されている。
【００３４】
次いで、他面１０ｂに表面実装部品２が実装された基板１０を裏返し、図１２に示すように、一面１０ａに形成されたフットプリント１６ａ上及びランド部１３ａの隣接領域１９に、スクリーン印刷によりクリームはんだ２０を印刷する（図２参照）。クリームはんだ２０が印刷される隣接領域１９は、チップソルダー５の設置面の面積の略半分程度とされる。これは、隣接領域１９に印刷されたクリームはんだ２０でチップソルダー５を保持できる程度の面積であり、クリームはんだ２０の印刷領域を広げすぎることによるはんだボールの発生を防止できる面積である。
【００３５】
次いで、図１３に示すように、フットプリント１６ａ上に印刷されたクリームはんだ２０に表面実装部品２を搭載し、また、ランド部１３ａの隣接領域１９に印刷されたクリームはんだ２０上にチップソルダー５を搭載し、さらに、スルーホール１１に基板１０の一面１０ａ側からリード端子４を挿入することにより挿入実装部品３を搭載する。表面実装部品２、チップソルダー５及び挿入実装部品３の実装は自動部品搭載機を用いて行う。
【００３６】
次いで、基板１０をリフロー炉に搬送し、所定の温度条件で熱処理することにより、図１４に示すように、フットプリント１６ａに印刷されたクリームはんだ２０を溶融させて表面実装部品２を基板１０に実装させ、また、ランド部１３ａの隣接領域１９上に印刷されたクリームはんだ２０及びこのクリームはんだ２０上に搭載されたソルダーチップ５を溶融させてこの溶融はんだでスルーホール１１内を充填することにより挿入実装部品３を基板１０に実装させる。すなわち、ランド部１３ａの隣接領域１９にマウントしたチップソルダー５は、リフロー炉の熱により融解してスルーホール１１の内部及びランド部１３に広がる。また、クリームはんだ２０のフラックス成分が、はんだ表面とスルーホール１１のメッキ層１２の酸化膜を除去して溶融はんだの濡れ広がりを助ける。これにより、基板１０のスルーホール１１に溶融はんだが充填され、挿入実装部品３が実装される。
【００３７】
なお、このとき、フットプリント１６ａと表面実装部品２との間にはクリームはんだ２０が溶融された溶融はんだによるフィレット２１が、基板１０の両面１０ａ，１０ｂに形成されたランド部１３ａ，１３ｂと挿入実装部品３のリード端子４との間にはクリームはんだ２０及びチップソルダー５が溶融された溶融はんだによるフィレット２２が形成されている。
【００３８】
最後に、図１４に示す状態で基板１０を冷却し、表面実装部品２及び挿入実装部品３が混載実装されたプリント配線板１をリフロー炉から取り出す。
【００３９】
このように本発明によれば、挿入実装部品３のリード端子４がスルーホール１１に挿入された状態でリフロー加熱することにより、スルーホール１１のランド部１３の隣接領域１９にマウントしたチップソルダー５が融解してスルーホール１１の内部及びランド部１３に広がり挿入実装部品３が実装されると同時に、表面実装部品もフットプリント１６上のクリームはんだ２０が融解されて基板１０に実装されるため、１回のリフローはんだ付け処理のみで表面実装部品２と挿入実装部品３とを基板１０の同一面上に混載して実装することができる。
【００４０】
また、本発明によれば、表面実装部品２と挿入実装部品３とをプリント配線板１の同一面に混載させリフローはんだ付け方式で一括実装することができるので、従来挿入実装部品３の生産ラインで用いていたフローはんだ付け工程を削減することができるとともに、はんだ鏝による手付けによるはんだ付け作業が不要となり、生産効率を向上させることができる。
【００４１】
なお、大型の挿入実装部品３を実装するため、スルーホール１１内及びランド部１３に多量の溶融はんだを充填させ接合強度の向上を図る必要がある場合には、図１５に示すように、クリームはんだ２０が印刷されるランド部１３の隣接領域１９を増やしたり、隣接領域１９にチップソルダー５を複数搭載することにより、必要に応じた量の溶融はんだを供給することができる。
【００４２】
また隣接領域１９には、クリームはんだ２０上に、図１６に示すように、ランド部１３に連続されることによりチップソルダー５の溶融はんだをランド部１３に導く導入はんだ２４を形成してもよい。導入はんだ２４は、隣接領域１９に印刷されたクリームはんだ２０上に例えばフォトエッチング等に形成される。そして導入はんだ２４は、隣接領域１９に搭載されたチップソルダー５がリフロー加熱されて溶融すると、導入ランド２４上に乗りきらない溶融はんだが、導入ランド２４を伝ってランド部１３に導かれる。
【００４３】
したがって導入ランド２４を備えるプリント配線板１は、チップソルダー５の溶融はんだを確実にランド部１３及びスルーホール１１内に充填、塗布することができる。
【００４４】
また、本発明では、基板１０の一面１０ａに表面実装部品２と挿入実装部品３とを１回目のリフロー加熱処理で混載実装した後、裏返してさらに他面１０ｂに表面実装部品２と挿入実装部品３とを２回目のリフロー加熱処理で混載実装することもできる。この場合、一面１０ａに挿入実装部品３を挿入した際スルーホール１１から他面１０ｂ側に突出ているリード端子４の先端部を折り曲げる。これにより、基板１０を裏返した後の他面１０ｂ側の２回目のリフロー加熱処理のときに、一面１０ａ側に実装された挿入実装部品３が自重で抜け落ちることを防止できる。
【００４５】
また、上述した実施例では、挿入実装部品としてＰＧＡ等ＩＣチップが封止された半導体パッケージを例として説明したが、これに限らず多数のリード端子を挿入してプリント配線板に実装する形態のコネクタ部品などに対しても使用することができる。
【００４６】
また、上述した実施例では、基板１０への挿入実装部品３の実装において、リード端子４が挿入されるスルーホール１１のランド部１３ａに隣接してクリームはんだ２０を塗布してからリフロー加熱処理するとして説明したが、フラックスのロジン成分などを塗布すれば、クリームはんだ２０を塗布せずともリフロー加熱処理によりはんだ接合ができる。
【００４７】
また、上述した実施例では、挿入実装部品のリード端子が貫通スルーホールに挿入されて実装されていたが、本発明では基板を多層化するとともに非貫通スルーホールを形成し、この非貫通スルーホールにリード端子を挿入することにより挿入実装部品を搭載するようにしてもよい。
【００４８】
次いで、本発明が適用された電子部品の実装方法及びプリント配線基板の製造方法の他の実施例について説明する。なお、本実施例において、上述したプリント配線基板１に係る部材と同一の部材については、同一の符号を付してその詳細を省略する。この実施例では、プリント配線板３０表面に電子部品として、チップ部品やＣＳＰ等の小型実装部品３１と、アルミ電解コンデンサやコネクタ等の大型実装部品３２とが混載して実装されるものである。
【００４９】
ここで、小型実装部品３１の大きさは、抵抗、コンデンサ、コイルなどのチップ部品においては、基板１０への設置面の面積が例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍ角、１ｍｍ×０．５ｍｍ角、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ角等の小型サイズのものが用いられ、ＣＳＰ等の半導体パッケージにおいては、例えば、０．６５ｃｍ２程度のサイズのものが用いられる。また、大型実装部品３２は、底面の直径が１４ｍｍ程度の円筒型アルミ電解コンデンサや、基板１０への設置面の面積が１３ｍｍ×１５ｍｍ程度の角形コネクタ等の電気部品あるいは１７ｍｍ角のフリップチップ等が用いられる。
【００５０】
これら小型実装部品３１及び大型実装部品３２は、ともに基板表面のフットプリントやランド上にはんだ付けされることにより、プリント配線板３０に実装されるとともに、電子回路の一部を構成する。また、これら電子部品の実装形態としては、小型実装部品３１及び大型実装部品３２とも、プリント配線板３０の所定の部位に対して予めクリームはんだを塗布した後、小型実装部品３１及び大型実装部品３２を搭載しリフロー加熱炉の中でプリント配線板３０全体を加熱してクリームはんだを溶融させることによりはんだ付けするリフローはんだ付け方式が採用される。プリント配線板３０に印刷されるクリームはんだの塗布厚は、小型実装部品３１のはんだ接合に必要かつ十分な量となる１００μｍ〜１５０μｍとされる。
【００５１】
このとき、本実施例においては、大型実装部品３２の実装については、チップソルダー５を大型実装部品３２が搭載されるランド上に搭載する。すなわち、図１７に示すように、クリームはんだが印刷されたランド上に大型実装部品３２を搭載するととも、大型実装部品３２の搭載箇所を外してチップソルダー５を搭載する。次いで、小型実装部品３１と大型実装部品３２とが混載して搭載された基板４０をリフロー炉で過熱することにより、チップソルダー５が溶融されて大型実装部品３２搭載されたランド上に広がり、大型実装部品３２とランドとの間に溶融はんだによるフィレット３３が形成される。
【００５２】
すなわち、チップソルダー５は、大型実装部品３２が搭載されるランド３４上にマウントされることにより、リフローか熱処理するだけで、図１８に示すように、はんだがランド３４上に濡れ広がり大型実装部品３２のリード端子３２ａとランド３４との間にフィレット３３を形成する。したがって、クリームはんだの塗布厚が薄く、大型実装部品３２にとってクリームはんだ層だけでははんだ量が不足する場合にも、大型実装部品３２のはんだ接合に十分な量のはんだが供給されるため基板４０へのはんだ接合強度を確保することができる。
【００５３】
したがって、本発明によれば、小型実装部品３１と大型実装部品３２とが混載して搭載される場合に、小型実装部品３１に対応してクリームはんだの印刷厚が薄くなり、大型実装部品３２の接合強度を確保するには不十分となるときにも、大型実装部品３２が実装されるランド３４上にはんだを供給することができるため、大型実装部品３２の接合強度を確保することができる。また、一回のリフロー工程で小型実装部品３１と大型実装部品３２の実装を実現でき、また大型実装部品３２の接合強度を確保できることから手作業による大型実装部品３２のはんだ付けも不要となることから、小型実装部品３１と大型実装部品３２とが混載して実装されるプリント配線板４０の製造効率を向上させることができる。
【００５４】
以下、具体的なプリント配線板４０の製造工程に沿って小型実装部品３１と大型実装部品３２とを混載実装する工程について説明する。先ず、図１９に示すように、銅張積層板等の基板４０にフォトリソグラフィを用いたフォトエッチング等により、小型実装部品３１が実装されるフットプリント３５と、大型実装部品３２が実装されるランド３４とを形成する。次いで、基板４０に形成されたフットプリント３５及びランド３４上に、スクリーン印刷によりクリームはんだ３６を印刷する。クリームはんだ３６の塗布厚は、小型実装部品３１に応じて１００μｍ〜１５０μｍとされる。
【００５５】
次いで、図２０に示すように、フットプリント３５上に小型実装部品３１のリード端子３１ａを搭載、ランド３４上にチップソルダー５及び大型実装部品３２を搭載する。小型実装部品３１及びチップソルダー５の搭載は、自動部品搭載機を用いて行う。次いで、基板４０をリフロー炉に搬送し、所定の温度条件で熱処理することにより、図２１に示すように、フットプリント３５に印刷されたクリームはんだ３６を溶融させて小型実装部品３１を基板４０に実装する。また、ランド３４上に印刷されたクリームはんだ３６及びクリームはんだ３６上に搭載されたチップソルダー５を溶融させてランド３４上にはんだを供給することにより、大型実装部品３２を実装する。
【００５６】
このときフットプリント３５と小型実装部品３１との間にはクリームはんだ３６が溶融された溶融はんだによるフィレット３８が形成され、ランド３４と大型実装部品３２のリード端子３２ａとの間にはクリームはんだ３６及びチップソルダー５が溶融された溶融はんだによるフィレット３３が形成されている。本発明を適用したプリント配線板３０における大型実装部品３２のリード端子３２ａとランド３４との間に形成されたフィレット３３は、図２２（ａ）に示すように、リード端子３２ａの上面まで覆うため、接合強度を向上することができる。一方、本発明を適用しない場合は、図２２（ｂ）に示すように、フィレットは、大型実装部品３２のリード端子の下端部までしか覆うことができない。したがって、大型実装部品３２の接合強度を確保することが困難となる。
【００５７】
最後に、図２１に示す状態で基板４０を冷却し、小型実装部品３１及び大型実装部品３２が混載実装されたプリント配線板３０をリフロー炉から取り出す。
【００５８】
このように本発明によれば、小型実装部品３１と大型実装部品３２とをプリント配線板３０の同一面に混載させリフローはんだ付け方式で一括実装することができるので、従来大型実装部品３２のはんだ鏝による手付けによるはんだ付け作業が不要となり、生産効率を向上させることができる。
【００５９】
なお、上記実施例においては小型実装部品３１としてＱＦＰやＣＳＰ等の表面実装型の小型電子部品を用いたが、本発明は、基板に穿設されたスルーホールにリード端子が挿入されることにより実装されるＰＧＡやＤＩＰ等の挿入実装型の小型電子部品と、大型実装部品３２とを混載する場合、あるいは表面実装型の小型電子部品と、挿入実装型の小型電子部品と、大型実装部品３２とを混載して実装する場合にも適用することができる。挿入実装型の小型電子部品を実装する場合には、スルーホールが形成されたランドに隣接する領域にクリームはんだを印刷するとともに当該クリームはんだ上にチップソルダー５を搭載する。これによりスルーホール内部及びランド上に溶融はんだを供給することができ、挿入実装型の小型電子部品と大型実装部品３２とをリフロー加熱工程にて一括して実装することができる。
【００６０】
また本発明では、大型実装部品３２の接合強度を確保するために必要な量の溶融はんだを供給するために、ランド３５上に複数のチップソルダー５をマウントするようにしてもよい。また、サイズの異なるチップソルダー５を複数用意し、溶融はんだの供給量に応じて使い分けることもできる。
【００６１】
また、上述した実施例では、基板４０への大型実装部品３２の実装において、ランド３５上にクリームはんだ３６を塗布してからリフロー加熱処理するとして説明したが、フラックスのロジン成分などを塗布すれば、クリームはんだ３６を塗布せずともリフロー加熱処理によりはんだ接合ができる。
【００６２】
さらに、多くのはんだを供給することにより大型実装部品３２のはんだ接合強度を向上させるにはランド３５より大きくクリームはんだを印刷することによりはんだ供給量を増加する方法では、電子部品の実装や配線パターンの形成を行うことができないクリームはんだの印刷領域が増えてしまうため実装密度を向上させることができないが、本発明によれば大型実装部品３２及びチップソルダー５をマウントする面積だけあればよく、クリームはんだの実装領域を広げる必要もないため実装密度の向上を阻害することもない。また、広範囲にクリームはんだを塗布した場合、リフローにおいて溶解させるときの温度バラツキによりはんだボールが発生し、このはんだボールが電気接続の不要な電極に付着する等して動作不良を引き起こすおそれもあるが、本発明によれば広範囲にクリームはんだを塗布する必要がないため、かかるはんだボールの発生による事故も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ランドに隣接してクリームはんだを印刷した基板を示す断面図である。
【図２】ランドに隣接してクリームはんだが印刷されたスルーホールを示す平面図である。
【図３】クリームはんだが印刷されたランドの隣接領域にチップソルダーが搭載された基板を示す断面図である。
【図４】チップソルダーを示す斜視図である。
【図５】挿入実装部品が搭載された基板を示す断面図である。
【図６】加熱されることによりランド及びスルーホール内に溶融はんだが充填された基板を示す断面図である。
【図７】自動部品搭載機の吸着ノズルに吸着されるチップソルダーを示す斜視図である。
【図８】チップソルダーの寸法例を示す図である。
【図９】本発明が適用されたプリント配線板の製造工程を示す図であり、フットプリント上にクリームはんだが印刷された基板を示す断面図である。
【図１０】クリームはんだが印刷されたフットプリント上に表面実装部品が搭載された基板を示す断面図である。
【図１１】加熱されることによりフットプリント上に表面実装部品がはんだ接合された基板を示す断面図である。
【図１２】フットプリント及びランドの隣接領域にクリームはんだが印刷された基板を示す断面図である。
【図１３】同一面上に表面実装部品、挿入実装部品及びチップソルダーが搭載された基板を示す断面図である。
【図１４】クリームはんだ及びチップソルダーが溶融されることにより表面実装部品及び挿入実装部品が同時にはんだ接合された基板を示す断面図である。
【図１５】ランドの隣接領域にクリームはんだが印刷されるとともにチップソルダーが搭載された基板の他の例を示す平面図である。
【図１６】はんだ誘導ランドが設けられた基板を示す平面図である。
【図１７】ランド上に大型実装部品が搭載された基板を示す斜視図である。
【図１８】ランド上に大型実装部品が搭載された基板を示す断面図である。
【図１９】本発明が適用されたプリント配線板の製造工程を示す図であり、フットプリント及びランド上にクリームはんだが印刷された基板を示す断面図である。
【図２０】小型実装部品、大型実装部品及びチップソルダーが搭載された基板を示す断面図である。
【図２１】クリームはんだ及びチップソルダーが溶融されることにより小型実装部品及び大型実装部品が同時にはんだ接合された基板を示す断面図である。
【図２２】本発明が適用された大型実装部品の接合状態を、本発明が適用されなかった場合と比較して示す断面図である。
【図２３】従来のプリント配線板の製造方法の工程図であり、リフロー加熱処理により表面実装部品が実装された基板を示す断面図である。
【図２４】クリームはんだが印刷されたフットプリント上に表面実装部品が搭載された基板を示す断面図である。
【図２５】挿入実装部品をフローはんだ付けする工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  プリント配線板、２  表面実装部品、３  挿入実装部品、４  リード端子、５  チップソルダー、１０  基板、１１  スルーホール、１３  ランド部、１４  クリームはんだ、１５  フィレット、１６  フットプリント、１７  クリームはんだ、１８  フィレット、１９  隣接領域、２０  クリームはんだ、２４  導入はんだ、２６  吸着ノズル、３０  プリント配線板、３１  小型実装部品、３２  大型実装部品、３３  フィレット、３４  ランド、３５  フットプリント、３６  クリームはんだ、４０  基板
【図１】
2006286899.tif 000003
【図２】
2006286899.tif 000004
【図３】
2006286899.tif 000005
【図４】
2006286899.tif 000006
【図５】
2006286899.tif 000007
【図６】
2006286899.tif 000008
【図７】
2006286899.tif 000009
【図８】
2006286899.tif 000010
【図９】
2006286899.tif 000011
【図１０】
2006286899.tif 000012
【図１１】
2006286899.tif 000013
【図１２】
2006286899.tif 000014
【図１３】
2006286899.tif 000015
【図１４】
2006286899.tif 000016
【図１５】
2006286899.tif 000017
【図１６】
2006286899.tif 000018
【図１７】
2006286899.tif 000019
【図１８】
2006286899.tif 000020
【図１９】
2006286899.tif 000021
【図２０】
2006286899.tif 000022
【図２１】
2006286899.tif 000023
【図２２】
2006286899.tif 000024
【図２３】
2006286899.tif 000025
【図２４】
2006286899.tif 000026
【図２５】
2006286899.tif 000027